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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
Componente Curricular: |
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Unidade Ofertante: |
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Código: |
Período/Série: |
Turma: |
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Carga Horária: |
Natureza: |
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Teórica: |
Prática: |
Total: |
Obrigatória: |
Optativa: |
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Professor(A): |
Ano/Semestre: |
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Observações: |
EMENTA
Teoria básica e aplicações à engenharia de sinais e sistemas.
JUSTIFICATIVA
Sinais e sistemas estão presentes em toda a natureza, os sinais descrevem uma grande variedade de informações e são amplamente utilizados em todo grande segmento da Engenharia Elétrica.
OBJETIVO
Objetivo Geral: |
Apresentar e discutir com os estudantes os conceitos fundamentais de sinais e sistemas e proporcionar as ferramentas matemáticas para a análise de sinais e sistemas. |
Objetivos Específicos: |
1. Representar sinais e sistemas e suas analogias, determinando sua função de transferência e representação por diagramas de blocos; 2. Modelar matematicamente sistemas dinâmicos por intermédio de equações diferenciais e de diferenças no domínio do tempo contínuo e discreto; 3. Utilizar ferramentas computacionais de análise de sistemas. |
PROGRAMA
1. Sinais e Sistemas
1.1. Introdução
1.2. Sinais de tempo contínuo e de tempo discreto
1.3. Transformação de variável independente
1.4. Sinais senoidais e exponenciais
1.5. Função impulso unitário e degrau unitário
1.6. Sistemas de tempo contínuo e de tempo discreto
1.7. Propriedades básicas de sistemas
2. Sistemas Lineares e Invariantes no Tempo
2.1. Introdução
2.2. Sistemas LIT de tempo discreto: a soma de convolução
2.3. Sistemas LIT de tempo contínuo: a integral de convolução
2.4. Propriedades dos sistemas lineares invariantes no tempo
2.5. Sistemas LIT causais descritos por equações diferenciais e de diferenças
3. A Transformada de Fourier de tempo discreto
3.1. Introdução
3.2. Representação de sinais aperiódicos: a transformada de Fourier de tempo discreto
3.3. Transformada de Fourier para sinais periódicos
3.4. Propriedades da transformada de Fourier de tempo discreto
3.5. A propriedade da convolução
3.6. A propriedade da multiplicação
3.7. Tabelas de propriedades da transformada de Fourier e de pares básicos da transformada de Fourier
3.8. Dualidade
3.9. Sistemas caracterizados por equações de diferenças lineares com coeficientes constantes
4. Caracterização no tempo e na frequência dos sinais e sistemas.
4.1. Introdução
4.2. A representação magnitude-fase da transformada de Fourier
4.3. A representação magnitude-fase da resposta em frequência dos sistemas LIT
4.4. Propriedades no domínio do tempo dos filtros seletivos em frequência ideais
4.5. Aspectos no domínio da frequência e no domínio do tempo dos filtros não ideais
4.6. Sistemas de primeira ordem e de segunda ordem de tempo contínuo
4.7. Sistemas de primeira ordem e de segunda ordem de tempo discreto
4.8. Exemplo de análise de sistemas no domínio do tempo e da frequência
5. Amostragem
5.1. Introdução
5.2. Representação de um sinal de tempo contínuo por suas amostras: o teorema da amostragem
5.3. Reconstrução de um sinal a partir de suas amostras usando interpolação
5.4. O efeito da subamostragem: aliasing
5.5. Processamento em tempo discreto de sinais de tempo contínuo
6. A transformada Z
6.1. Introdução
6.2. A transformada Z
6.3. Região de convergência para a transformada Z
6.4. A transformada Z inversa
6.5. Propriedades da transformada Z
6.6. Alguns pares comuns da transformada Z
6.7. Análise e caracterização de sistemas LIT usando a transformada Z
6.7.1. Funções de transferência e resposta em frequência
6.7.2. Teorema do valor final e do valor inicial
6.8. Álgebra da função de sistema e representações em diagrama de blocos
6.9. A transformada Z unilateral
METODOLOGIA
Serão adotadas aulas presenciais expositivas dialogadas sobre os temas estabelecidos no programa com uso de projetor, quadro negro, e demais materiais complementares relacionados aos temas. Também serão desenvolvidas atividades presenciais contemplando a solução de exercícios. Além disso, serão realizadas atividades assíncronas intermediadas pelo Microsoft Teams no intuito de complementar a carga horária total da disciplina.
O cronograma de desenvolvimento do conteúdo proposto, com destaque às datas das aulas presenciais, é apresentado no quadro a seguir:
Aula |
Data |
Conteúdo |
Carga Horária |
1 |
03/05/2022 |
Entrega da ementa da disciplina e apresentação do sistema de avaliação. |
2 h.a. |
2 |
05/05/2022 |
Tópico 1: Introdução aos Sinais e Sistemas. Transformação de variável independente. |
2 h.a. |
3 |
10/05/2022 |
Tópico 1: Sinais exponenciais, senoidais, degrau e impulso. |
2 h.a. |
4 |
12/05/2022 |
Tópico 1: Propriedades básicas de sistemas. |
2 h.a. |
5 |
17/05/2022 |
Tópico 2: Soma de convolução. |
2 h.a. |
6 |
19/05/2022 |
Tópico 2: Integral de convolução. |
2 h.a. |
7 |
24/05/2022 |
Tópico 2: Soma de convolução (continuação). |
2 h.a. |
8 |
26/05/2022 |
Tópico 2: Propriedades de sistemas LIT. |
2 h.a. |
9 |
31/05/2022 |
Resolução de exercícios extras. |
2 h.a. |
10 |
02/06/2022 |
1ª Prova de Sinais e Sistemas. |
2 h.a. |
11 |
07/06/2022 |
Tópico 3: Transformada de Fourier discreta. |
2 h.a. |
12 |
09/06/2022 |
Tópico 3: Transformada de Fourier discreta de sinais periódicos. |
2 h.a. |
13 |
14/06/2022 |
Tópico 3: Propriedades da Transformada de Fourier discreta. |
2 h.a. |
14 |
16/06/2022 |
Recesso |
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15 |
21/06/2022 |
Tópico 3: Resposta em frequência de sistemas LIT. |
2 h.a. |
16 |
23/06/2022 |
Tópico 4: Resposta em frequência: análise de magnitude e fase. Atraso de grupo. |
2 h.a. |
17 |
28/06/2022 |
Tópico 4: Filtros seletivos em frequência: ideais e não ideais. |
2 h.a. |
18 |
30/06/2022 |
Tópico 4: Sistemas de 1ª e 2ª ordem. |
2 h.a. |
19 |
05/07/2022 |
Tópico 4: Diagramas de Bode. |
2 h.a. |
20 |
07/07/2022 |
Tópico 4: Diagramas de Bode (continuação). |
2 h.a. |
21 |
12/07/2022 |
Resolução de exercícios extras. |
2 h.a. |
22 |
14/07/2022 |
2ª Prova de Sinais e Sistemas. |
2 h.a. |
23 |
19/07/2022 |
Tópico 5: Teorema da amostragem. Aliasing. |
2 h.a. |
24 |
21/07/2022 |
Tópico 5: Processamento em tempo discreto de sinais de tempo contínuo. |
2 h.a. |
25 |
26/07/2022 |
Tópico 6: Transformada Z, região de convergência. |
2 h.a. |
26 |
28/07/2022 |
Tópico 6: Propriedades da Transformada Z. |
2 h.a. |
27 |
02/08/2022 |
Tópico 6: Transformada Z inversa. |
2 h.a. |
28 |
04/08/2022 |
Tópico 6: Propriedades de sistemas LIT no domínio Z e diagrama de blocos. |
2 h.a. |
29 |
09/08/2022 |
Resolução de exercícios extras. |
2 h.a. |
30 |
11/08/2022 |
3ª Prova de Sinais e Sistemas. |
2 h.a. |
31 |
16/08/2022 |
Avaliação de recuperação. |
2 h.a. |
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Total: 60 h.a. |
Serão ministradas 60 horas-aula (4 horas-aula por semana) na modalidade presencial, às terças-feiras das 08h50min às 10h40min e às quintas-feiras das 07h10min às 08h50min.
Além disso, serão atribuídas 12 horas-aula na modalidade assíncrona compreendendo: videoaulas, simulações computacionais e resolução de tarefas na plataforma Microsoft Teams. O endereço da sala virtual é:
Horário de Atendimento
Bloco 3N – Sala 315. Quinta-feira: 14:00 às 16:00 horas.
O atendimento também pode ser feito de forma remota por meio de mensagens no Teams e e-mail.
AVALIAÇÃO
As avaliações serão compostas por provas e tarefas assíncronas.
Provas
O estudante deverá fazer as prova presencialmente na data e horário especificados:
Prova 1 (P1): 02/06/2022 – Horário: 07h10min às 08h50min
Prova 2 (P2): 14/07/2022 – Horário: 07h10min às 08h50min
Prova 3 (P3): 11/08/2022 – Horário: 07h10min às 08h50min
Cada prova terá um valor de 25 pontos, totalizando 75 pontos.
Atividades assíncronas (At)
As tarefas assíncronas serão compostas por solução de exercícios e simulações computacionais. As atividades assíncronas deverão ser enviadas na plataforma Microsoft Teams.
A pontuação será dividida entre as tarefas, totalizando 25 pontos.
Cálculo da nota final (NF)
NF = P1 + P2 + P3 + At
Avaliação de recuperação
Será oferecida uma avaliação de recuperação para os discentes que não obtiverem o rendimento mínimo para aprovação e com frequência mínima de 75% na disciplina. A avaliação de recuperação será composta por uma prova escrita no dia 16/08/2022 das 08h50min às 10h40min, e irá substituir a nota de apenas uma das avaliações semestrais e será cobrado todo o conteúdo ministrado. O estudante que realizar a atividade de recuperação terá limitada a sua nota final em 60 pontos. A atividade de recuperação não se aplica às atividades assíncronas.
Frequência
Frequência mínima de 75% nas aulas ministradas, a qual será verificada através de chamada oral.
BIBLIOGRAFIA
Básica
Oppenheim, A. & Willsky, A. Sinais e Sistemas. 2ª edição. Pearson, 2010.
Haykin, S. & Van Veen, B. Sinais e Sistemas. Bookman, 2001.
Lathi, B. P. Sinais e Sistemas Lineares. 2ª edição. Bookman, 2007.
Complementar
Roberts, M. J. Fundamentos em Sinais e Sistemas. McGraw-Hill, 2009.
Girod, B.; Rabenstein, R.; Stenger, A. Sinais e Sistemas. Rio de Janeiro: LTC, 2003.
Hsu, H. P. Sinais e Sistemas. 2ª edição. Coleção Schaum - Bookman, 2012.
Chen, Chi-Tsong. Linear system theory and design. Oxford University Press, 1999.
Dorf, Richard C.; Bishop, Robert H. Sistemas de Controle Modernos, Rio de Janeiro: LTC, 2013.
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______
Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
Documento assinado eletronicamente por Gabriela Vieira Lima, Professor(a) do Magistério Superior, em 08/04/2022, às 13:04, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 3506317 e o código CRC 4601DD45. |
Referência: Processo nº 23117.018223/2022-35 | SEI nº 3506317 |